HBW立柱铸造过程模拟仿真及工艺优化

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1、学兔兔www.xuetutu.comOct．2013铸造VoI．62NO．1OF0UNDRY·983·HBW立柱铸造过程模拟仿真及工艺优化赵明，盛文斌，李改玲，郭爱亮，王天华(1．山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049；2．山东大王金泰集团(铸造)有限公司，山东东营257100)摘要：在原有大型立柱铸件铸造工艺基础上，利用AnyCasting铸造模拟软件模拟了铸件的充型和凝固过程。根据计算结果和缺陷发生情况，分析了成形过程中铸件内部的温度场变化规律和凝固规律。结果表明，在合理位置安放冷铁，把最后凝固位置控制在靠近浇道、冒口附近的薄壁部位，

2、铸件缩孔率较低。通过模拟两种工艺方案，确定了合理的冷铁的安放位置，有效消除了铸件内部可能出现的缩孔缺陷，满足了实际生产的要求。关键词：立柱；冷铁；铸造；模拟中图分类号：TG251；TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—4977(2013)10—0983—04NumericalSimulationandParametersOptimizingforCastingProcessofHBWColumnZHAOMing，SHENGWen-bin，LIGai—ling，GUOAi-liang2，WANGTian—hua(1．Departmento

3、fMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，Shandong，China；2．ShandongDawangJintaiGroupCo．，Ltd．，Dongying257100，Shandong，China)Abstract：Onthebasisoftheoriginalcastingprocessoflargecolumncasting．thecastingsimulationsoftwareAnyCastingwasusedtosimulatethefilli

4、ngandsolidificationprocessofthecasting．Theregularitiesoftemperaturefieldchangeandsolidificationofthecastingwereanalyzedaccordingtothecalculationresultsandprincipleofdefectgeneration．Theresultsshowthatthecastingdefectsareinlowvaluewhenchillsaresetinanappropriatelocationandthee

5、nd—solidificationpositionliesinthinwalledsectionbythesideofingatesorriserofthecasting．Bysimulation，ofthetwoschemes，positionofthechillswasdeterminedandtheshrinkagesinthecastingwereefectivelyeliminated,whichmeettherequirementoftheproduction．Keywords：column；chill；casting；simulat

6、ionHBW重型8m立柱为铣镗机床关键件，主轴箱在要加工面，致密性要求高。其导轨上运行，要求立柱与底座要有可靠的结合性及铸件采用地坑造型，将导轨置于最底端。为实现稳定性，该部位不允许有缩孔、缩松等铸造缺陷。采平稳浇注和充型，采用多内浇道、阶梯式浇注系统，用AnyCasting铸造模拟软件，对HBW大型立柱铸件的两端同时浇注。底部内浇口设置在厚大导轨的两个端充型和凝固过程进行铸造模拟分析，得出铸件的充型面，共4x4个内浇道，引导金属液流动，避免冲刷型顺序和凝固过程规律，通过工艺改进，确定的铸造工腔。浇注系统为开放式，截面比为：：=1．0：1．4：艺

7、获得了无缩孔缺陷铸件[1-61。1．5。在导轨底部设厚度为80mm石墨质外冷铁，确保厚大导轨部分首先凝固。凝固方式力争实现大型铸铁1工艺分析件的“均衡凝固”，充分利用金属液的自补缩和浇冒口HBW立柱的三维实体造型及内部结构见图la、b，的外部补缩[741。总共安置50个卡脖冒口，设置在铸件铸件材质是HT350，外型轮廓尺寸为8328mmxl790顶部筋板交接处，满足铸件的补缩和出气要求。浇注mmxl693mm，浇注总重32t。立柱外壁壁厚35mm，温度1300℃~10℃，浇注时间240S。最薄壁为腔内肋板壁厚25mm，底部导轨壁厚是60立柱重、长

8、且高，充型时金属液流动路径过长，mm，最厚壁为厚大部位，平均壁厚约80mm。立柱整降温明显，需采用较高的浇注温度。浇注时，铸件内体上基本